Шокантна чињеница: Заваривање трењем штеди 10 хиљада долара годишње.

Многи произвођачи траже практичан начин да смање трошкове спајања без промене целе производне линије. Рад на заваривању, додатни метал, заштитни гас, прерада и припрема делова могу се брзо додати. За прометну продавницу, ови трошкови могу достићи 10.000 долара годишње. Заваривање трењем може помоћи у смањењу тог трошка, али резултат зависи од делова, подешавања машине, обима производње и потреба за инспекцијом. Ја то видим као метод контроле трошкова, а не као загарантовану уштеду. Одакле долази трошак Традиционални процес заваривања фузијом често захтева: - Додатни метал - Заштитни гас - Вјешт рад у заваривању - Припрема споја - Термичка обрада или чишћење након заваривања - Инспекција и прерада Процес такође може створити изобличење. Када се део помери из толеранције, радњи ће можда бити потребна додатна обрада или ће можда морати да раскине комад. Заваривање трењем спаја делове притиском и кретањем. Један део се ротира, креће напред-назад, или прима линеарно кретање према другом делу. Контакт ствара топлоту. Када подручје спајања достигне тражено стање, машина зауставља кретање и врши притисак да формира везу. Процес се не ослања на отворени лук или посебну жицу за пуњење за многе апликације. То може смањити неколико текућих трошкова. Како се могу развити уштеде Обично посматрам пет области трошкова пре него што препоручим заваривање трењем. 1. Мања употреба материјала Ако споју није потребан додатни метал, продавница може смањити жицу, шипку и повезане трошкове складиштења. Стварна уштеда зависи од величине споја и обима производње. Мала уштеда по делу може постати значајна када линија производи хиљаде склопова сваке године. 2. Мања потрошња гаса Многим системима заваривања трењем није потребан заштитни гас на месту спајања. Ово може смањити куповину гаса, руковање боцама и прекиде у снабдевању. Продавница још увек треба да прегледа цео процес. Неки делови могу захтевати заштиту пре или после заваривања. 3. Смањена прерада Заваривање трењем ствара зону концентрисане топлоте. Ово може помоћи у контроли изобличења у поређењу са неким методама заваривања фузијом. Боља контрола димензија може смањити брушење, равнање и поновну обраду. Зглобу је и даље потребно одговарајуће тестирање. Стабилан процес не уклања потребу за инспекцијом. 4. Краћи циклуси спајања Циклус заваривања трењем може бити кратак након што је машина постављена. Опрема такође може поновити исти покрет и притисак са мањим варијацијама између оператера. Време циклуса треба мерити стварним деловима. У калкулацију спадају утовар, истовар, тримовање, преглед и одржавање машине. 5. Нижи радни притисак Процес заснован на машинама може смањити количину ручног заваривања на поновљеним деловима. Оператерима је и даље потребна обука за подешавање, проверу алата, контролу квалитета и безбедну употребу машине. Ово није исто што и уклањање квалификованих радника. Мења се где се користи њихово време. Једноставна провера трошкова Сакупио бих ове бројеве пре него што донесем одлуку о куповини: - Годишња количина дела - Тренутно време заваривања по делу - Цена додатног метала - Трошкови гаса - Трошкови рада - Стопа прераде и отпада - Трошкови инспекције - Трошкови одржавања машине - Очекивано време циклуса заваривања трењем - Трошкови алата и монтаже На пример, мала продавница металних делова, монтажа металних делова сваке године производи 001. Његов тренутни процес користи жицу за пуњење и гас, уз додатно млевење након заваривања. Продавница троши: - 4.200 долара на додатни метал и гас - 3.600 долара на прераду и брушење - 5.000 долара на додатни рад за спајање. За неке профиле производње могућа је годишња уштеда од 10.000 долара, али продавница би то требало да потврди мереним испитивањем. Безбеднији начин да тестирам идеју Користио бих мали пилот пројекат уместо да мењам сваки производ одједном. 1. Изаберите један део који се понавља са једноставним дизајном споја. 2. Забележите тренутну цену по делу. 3. Потврдите да се материјали могу заварити трењем. 4. Затражите узорке заварених спојева и тестове пресека. 5. Проверите снагу, димензије, стање површине и перформансе замора. 6. Упоредите цену целог циклуса са тренутном методом. 7. Прегледајте животни век алата и потребе за обуком оператера. 8. Покрените ограничену производну серију. Најбољи кандидат обично има сталну потражњу, поновљиве димензије и спој који може да издржи притисак машине. Мали неправилни делови, тешке комбинације материјала или рад мале количине можда неће дати добар финансијски резултат. Шта може да смањи очекивану уштеду Цена опреме може бити висока. Алати ће можда требати прилагођени дизајн. Машини може бити потребан подни простор, електрични радови, заштита и обука особља. Компатибилност материјала је такође важна. За спојеве алуминијума, челика, бакра и мешаних метала могу бити потребна различита подешавања и тестирање. Стање површине, поравнање делова и сила машине утичу на резултат. Мала запремина дела можда неће подржати инвестицију. Продавница која производи само неколико стотина делова сваке године могла би да потроши више на опрему него што уштеди на раду и потрошном материјалу. Моје гледиште је једноставно: заваривање трењем најбоље функционише када се исти спој производи изнова и изнова. Процес може смањити употребу потрошног материјала, смањити ручни рад и ограничити поновни рад. Цифру од 10.000 долара треба третирати као циљ планирања, а не као обећање. Јасна листа трошкова, узорак и преглед квалитета ће показати да ли процес одговара радњи. Тај приступ произвођачима даје користан одговор пре него што се посвете новој опреми.

Многи произвођачи траже ниже трошкове спајања, али сам процес заваривања је само један део прорачуна. Расипање материјала, време припреме, прерада, употреба енергије, алати и инспекција могу да утичу на коначну цену сваке монтаже. Често видим да тимови упоређују методе заваривања само по цени машине. Тај поглед може сакрити ширу слику. Заваривање трењем може смањити укупне трошкове производње када апликација одговара њеним радним границама и процес се планира око пуног производног циклуса. ## Тамо где уштеде могу доћи од заваривања трењем спаја делове притиском и контролисаним кретањем. Топлота долази од трења на контактним површинама, тако да процес не зависи од посебне жице за пуњење или великог спољног извора топлоте. Ово може подржати контролу трошкова у неколико области: - Мања употреба материјала за пуњење - Мања потрошња заштитног гаса у одговарајућим применама - Смањена површина под утицајем топлоте - Краћи циклуси спајања за поновљене производње - Мање изобличења у многим дизајнима делова - Мање машинске обраде након заваривања - Конзистентнији квалитет споја након подешавања процеса Стварни резултат зависи од материјала, величине дела, запремине машине, дизајна споја. Процес који добро функционише за једну компоненту можда неће одговарати другој. ## Уштеде материјала кроз дизајн делова Заваривање трењем може спојити различите делове компоненте, као што је ковани крај спојен на цев или чврста осовина спојена са шупљим делом. Ово ми омогућава да прегледам део као две одвојене зоне уместо да производим целу компоненту од једног скупог материјала. Добављач који прави погонска вратила може користити јачи материјал само тамо где оптерећење то захтева. Јефтинија цев може послужити као главно тело, док гушћа кована секција управља тачком спајања. Спојени склоп може смањити употребу сировина у поређењу са машинском обрадом целог дела од чврсте шипке. Овај приступ захтева инжењерске провере пре производње: 1. Потврдите оптерећење на свакој секцији. 2. Изаберите материјале који могу да формирају стабилан спој. 3. Прегледајте пречник, дебљину зида и контактну површину. 4. Тестирајте спој у условима потребне силе, обртног момента, топлоте и замора. 5. Упоредите готову цену са тренутним једноделним дизајном. Уштеда може доћи употребом мање материјала, смањењем времена обраде или обоје. ## Мање рада после заваривања Многи процеси фузионог заваривања стварају ширу зону топлотног утицаја и може захтевати више завршне обраде. Делови такође могу доживети изобличење које доводи до исправљања, брушења или додатне машинске обраде. Заваривање трењем концентрише топлоту у близини споја. Уз одговарајуће параметре, ово може помоћи у контроли изобличења и смањењу количине корективног рада. Спој и даље производи бљесак или узнемирени материјал у многим типовима процеса, тако да дизајн треба да садржи јасан план за уклањање блица или визуелно прихватање. Препоручујем мерење целог радног процеса после заваривања: - Време утрошено на уклањање флека - Време утрошено на чишћење споја - Радови на равнању или поравнању - Додатни додатак за машинску обраду - Време инспекције - Брзина отпада и поновне обраде Мало смањење у сваком кораку може утицати на цену производа велике количине. ## Употреба енергије и ток производње Трошкови енергије варирају у зависности од опреме, дужине циклуса, материјала и фабричких услова. Заваривање трењем не уклања сву потражњу за енергијом, пошто је машини и даље потребна сила, ротација, контролни системи и хлађење. Корисно питање није да ли процес користи енергију. Корисно питање је колико енергије се користи по прихваћеном делу. Производни тим може да прати: - Енергију по циклусу заваривања - Време циклуса - Делове произведене по смени - Време мировања машине - Време подешавања између промена производа - Одбачене делове по серији За производ који се понавља, стабилан циклус може олакшати планирање. Радња која производи осовине, цеви, вентиле или сличне цилиндричне делове може добити више од ове конзистенције од радње која рукује неправилним склоповима мале запремине. ## Квалитет може утицати на цену колико и на брзину. Краће време циклуса не помаже ако спој ствара честе дефекте. Погледам контролу процеса пре него што поднесем захтев за трошак. Кључне контролне тачке могу укључивати: - Брзину ротације - Аксијалну силу - Време трења - Силу ковања - Померање - Понашање температуре - Поравнање делова - Стање површине Систем заваривања трењем може да забележи процесне податке за сваки циклус. Тај запис може помоћи продукцијском тиму да идентификује одступање пре него што утиче на велику серију. Не замењује тестирање или инспекцију, али може подржати бољу контролу процеса. На пример, добављач аутомобилских компоненти може пратити аксијално скраћивање и коначну позицију на сваком завару. Промена тих вредности може сигнализирати проблем са материјалом, хабање алата или проблем са подешавањем. Тим може прегледати погођене делове пре него што пређу на касније операције. Ова врста контроле може смањити трошкове скривених недостатака, што често укључује кашњење у монтажи, враћање купаца, сортирање и изгубљено време производње. ## Када заваривање трењем можда неће смањити трошкове Заваривање трењем није погодно за сваки пројекат. Метода може бити мање прикладна када: - делови се не могу безбедно држати у машини - облик споја не подржава тражено кретање - материјали имају лошу компатибилност - обим производње је пренизак да би издржао трошкове опреме и алата - компонента не може да прихвати блистав или оштећени материјал - потребан спој треба приступ из више праваца - толеранције делова нису довољно стабилне за поновно заваривање, преглед опреме, обука и трошкови одржавања, треба да се прегледају. трошкови. Мала серија можда неће повратити ту инвестицију тако лако као дуга производња. Моје гледиште је једноставно: заваривање трењем треба проценити по цени по прихваћеном делу, а не само по цени машине или брзини заваривања. ## Практични преглед трошкова Користим табелу за поређење процеса пре него што препоручим промену. Табела може да садржи: | Подручје трошкова | Тренутни процес | Процена заваривања трењем | |---|---:|---:| | Сировина | — | — | | Пуњач и гас | — | — | | Енергија по делу | — | — | | Рад по делу | — | — | | Време циклуса | — | — | | Обрада после заваривања | — | — | | Инспецтион | — | — | | Отпад и прерада | — | — | | Алати и одржавање | — | — | | Укупна цена по прихваћеном делу | — | — | Бројеви треба да потичу из производних записа, понуда добављача, пилот тестова и верификованих података о машинама. Процене могу помоћи у раном планирању, али не би требало да замене пробу процеса. Користан пилот пројекат почиње са једним делом који има јасан обим производње, поновљиву геометрију и познат проблем трошкова. Тим може да упореди тренутни процес са заваривањем трењем кроз дефинисану серију. Пратите време циклуса, употребу материјала, недостатке, завршне радове и рад. ## Једноставан пример Замислите произвођача који производи челичну осовину са различитим потребама за материјалом на сваком крају. Тренутни дизајн користи једну чврсту шипку, након чега следи окретање и бушење. Алтернативни дизајн користи цев, ковани крај и спој заварен трењем. Тим треба да упореди: - Масу сировог материјала - Сате обраде - Хабање алата - Време циклуса заваривања - Уклањање флека - Испитивање спојева - Стопу отпада - Време руковања Алтернатива може смањити трошкове ако је уштеда материјала већа од додатног трошка заваривања, алата и инспекције. Резултат треба потврдити путем тестирања и производних података, а не претпоставити само на основу методе спајања. ## Шта бих проверио пре одобрења Замолио бих инжењерске и производне тимове да одговоре на ова питања: - Да ли спој испуњава потребне услове чврстоће и замора? - Може ли машина да држи делове са потребном тачношћу? - Да ли је комбинација материјала погодна за процес? - Да ли се зглоб може прегледати практичном методом? - Да ли ће уклањање блица додати превише труда? - Да ли очекивани обим подржава трошкове опреме? - Може ли процес остати стабилан у смјенама и серијама материјала? - Да ли је добављач у стању да подржи подешавање, одржавање и обуку? Ова питања повезују техничке перформансе са финансијским перформансама. Заваривање трењем може подржати ниже трошкове производње када смањује отпад материјала, машинску обраду, спајање материјала, прераду или време циклуса без слабљења захтева за производом. Најјачи пословни случај обично долази из комплетног прегледа процеса: дизајн дела, сировина, време машине, завршна обрада, инспекција и прихваћени излаз. Пажљиво испитивање ми даје кориснији одговор од широког обећања. Показује да ли метода одговара делу, фабрици и планираном обиму производње.

Трошкови производње могу порасти кроз мале губитке: вишак материјала, дуги циклуси грејања, поновљена обрада, велика потрошња енергије и поправке завара. Када се ови губици појаве у свакој смени, годишњи укупан износ може достићи хиљаде долара. На заваривање трењем гледам као на одлуку о контроли процеса, а не само на метод спајања. Право подешавање може помоћи постројењу да смањи отпад и крене ка годишњем циљу уштеде од 10.000 долара. Стварни резултат зависи од величине дела, обима производње, радне снаге, подешавања машине и тренутног процеса заваривања. ## Тамо где уштеде могу доћи од заваривања трењем ствара топлоту контролисаним кретањем и притиском. Делови се спајају без посебног метала за пуњење, а топлота остаје близу подручја споја. То може подржати контролу трошкова на неколико начина: - Можда ће бити потребно мање материјала за пуњење. - Термички захваћена подручја могу бити мања од оних створених неким методама фузионог заваривања. - Краће време циклуса може повећати учинак исте опреме. - Стабилан процес може смањити кашњење у преради и инспекцијама. - Неким спојеним деловима ће можда бити потребно мање обраде после заваривања. - Аутоматски рад може смањити ручно руковање. Свака ставка може изгледати мала сама за себе. Вредност се појављује када се исти део покрене стотине или хиљаде пута сваког месеца. ## Једноставну проверу трошкова почињем са пет бројева: 1. Тренутно време циклуса заваривања 2. Цена рада по сату 3. Материјал који се користи на сваком споју 4. Стопа прераде и отпада 5. Време обраде после заваривања Корисна процена може да прати ову структуру: Годишњи трошак процеса = рад + енергија + материјал + прерада + обрада након заваривања ** Затим упоредим тренутни процес заваривања трењем. Поређење би требало да користи измерене податке о производњи, а не широку тврдњу о могућим уштедама. На пример, добављач који производи 1.000 склопова вратила сваког месеца може потрошити додатни новац на жицу за пуњење, ручно брушење и преглед завара. Ако подешавање заваривања трењем скраћује време брушења за три минута по делу, смањење рада може бити значајно за 12.000 делова годишње. Постројење такође треба да рачуна алате, опрему, обуку оператера, одржавање и квалификационе радове. Нижи трошкови заваривања не стварају увек ниже укупне трошкове производње ако се ови предмети изоставе. ## Корак 1: Прегледајте дизајн споја. Проверавам материјале, пречнике, дужину дела, локацију споја и очекивано оптерећење. Заваривање трењем добро функционише за многе делове округлог или сличног попречног пресека, укључујући склопове осовине, цеви, шипке и главчине. Компатибилност материјала је и даље важна. Неке комбинације захтевају тестирање пре одобрења производње. Стање површине, поравнање и крутост делова могу утицати на резултат. Спој који изгледа прикладно на цртежу може захтевати малу измену да би се побољшало уклањање блица, стезање или приступ инспекцији. ## Корак 2: Мерење тренутног процеса Пре промене опреме, снимам тренутне производне податке. Корисни записи укључују: - Просечно време циклуса - Операторско време по делу - Количина отпада - Сати прераде - Потрошња енергије - Трошкови замене алата и прибора - Време машинске обраде након заваривања - Време инспекције - Месечни обим производње Овај корак често открива највећи трошак. У неким постројењима само заваривање није главни трошак. Брушење, чекање, руковање или корекција делова могу потрајати више времена него завар. ## Корак 3: Ускладите процес са производним потребама Заваривање трењем укључује неколико типова процеса, као што су ротационо заваривање трењем и заваривање линеарним трењем. Избор зависи од облика дела, материјала, обима производње и потребне снаге споја. За ротирајућу осовину, ротационо заваривање трењем може бити практична опција. За делове који не могу да се ротирају, други метод заваривања трењем може боље да одговара. Избегавам да бирам опрему само према величини машине. Машина такође мора да подржава потребну силу, брзину, дужину дела, алат, план инспекције и брзину производње. ## Корак 4: Контролишите кључна подешавања За стабилан процес су потребни контролисани параметри. То може укључивати: - Брзину ротације или кретања - Притисак трења - Притисак ковања - Време трења - Растојање поремећаја - Поравнање - Температуру дела - Стање стезаљке Мале промене могу утицати на облик блица, величину споја и дужину дела. Производни тимови треба да забележе подешавања и провере делове узорака током одобравања процеса. Поновљиво подешавање може помоћи у смањењу варијација. Такође пружа тимовима за одржавање и квалитет боље информације када зглоб падне ван циљног опсега. ## Корак 5: Проверите пуну отплату Претпоставимо да фабрика потроши 4,20 долара на рад и рад после заваривања по делу. Нови процес смањује тај трошак за 0,85 долара, а фабрика производи 12.000 делова годишње. Процењено годишње смањење је: **0,85 УСД × 12.000 = 10.200 УСД Та цифра не значи да ће свака фабрика уштедети 10.000 УСД. Показује како обим производње и мале промене јединичних трошкова могу обликовати резултат. Постројење треба да одузме плаћање опреме, алата, одржавања, тестирања и обуке пре него што одреди период отплате. Јасна калкулација штити пројекат од нереалних очекивања. ## Практични пример Произвођач средње величине може производити челичне осовине за индустријску опрему. Његов тренутни процес укључује ручно заваривање, жицу за пуњење, брушење и визуелну инспекцију. Оператери троше додатно време на исправљање неравних завара и уклањање вишка материјала. Након прегледа процеса, компанија тестира ротационо заваривање трењем на одговарајућем дизајну осовине. Испитивање показује мању употребу пунила и мање млевења. Компанија још увек треба да потврди перформансе замора, стабилност димензија и производни капацитет пре него што изврши потпуну промену. Ова врста етапног прегледа даје тиму корисне податке без третирања пројектоване уштеде као гарантованог резултата. ## Питања која треба поставити добављачу заваривања. Питао бих добављача: - Да ли процес може да поднесе изабране материјале? - Који тестови зглобова су доступни? - Које време циклуса машина може да подржи? - Колико ће блица створити процес? - Која је обрада потребна након заваривања? - Која су опрема и алати потребни? - Како ће се проверити поравнање? - Какво одржавање је потребно опреми? - Може ли добављач обезбедити узорке заварених спојева? - Који трошкови су укључени у понуду? Јасни одговори олакшавају верификацију процене трошкова. Заваривање трењем може подржати ниже трошкове производње када се апликација, опрема и контроле процеса подударају са послом. Годишња уштеда од близу 10.000 долара може бити могућа за неке производне линије, али број би требало да потиче од измереног времена циклуса, употребе материјала, рада, прераде и запремине. Више волим једноставан пут: измерите тренутни процес, тестирајте одговарајући спој, израчунајте пуну цену и прегледајте производне податке пре скалирања. Тај приступ претвара општи захтев за штедњу у пословни случај. Желите да сазнате више? Слободно контактирајте Боба Зханга: боб@кинцханг-мацхинери.цом/ВхатсАпп +8615888002607.

Америцан Велдинг Социети, 2015, Приручник за заваривање, том 1. Материјали и примена, део 1. Цроссланд, Б, 1988., Заваривање фрикционим заваривањем метала Међународна организација за стандардизацију, 2019., Заваривање — заваривање трењем АСМ Интернатионал, 1993., Приручник за АСМ, свеска 6. 3. ЕД процес заваривања, Фрикциони процес Ницхолас19, Сатхииа, П, Аравиндан, С анд Хак, АН, 2010, Ефекат параметара заваривања трењем на механичка и металуршка својства заварених спојева